【单片机毕业设计推荐】基于 STM32 的语音识别智能温控风扇系统设计与实现 基于 STM32 的人体感应温湿度智能风扇控制系统设计(018505)
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20 个相关毕业设计备选题目
- 基于 STM32 的语音识别智能温控风扇系统设计与实现
- 基于 STM32 的人体感应温湿度智能风扇控制系统设计
- 基于 STM32 的多模式环境感知风扇控制器设计与实现
- 基于 STM32 的语音交互环境监测与风扇调控系统设计
- 基于 STM32 的红外人体检测智能调速风扇装置设计
- 基于 STM32 的温湿度采集语音控制风扇系统设计与开发
- 基于 STM32 的自动手动阈值可调智能风扇系统设计
- 基于 STM32 的 OLED 显示语音识别环境风扇控制系统实现
- 基于 STM32 的人体存在感知智能散热控制系统设计
- 基于 STM32 的多输入源智能风扇调控装置设计与实现
- 基于 STM32 的环境参数采集语音交互风扇控制系统设计
- 基于 STM32 的阈值可配置人体感应智能风扇设计与开发
- 基于 STM32 的 ASR 语音识别环境监测风扇控制器设计
- 基于 STM32 的 DHT11 环境检测智能调速风扇系统实现
- 基于 STM32 的红外传感多工作模式风扇控制系统设计
- 基于 STM32 的人机语音交互环境自适应风扇系统设计
- 基于 STM32 的室内环境感知智能散热装置设计与实现
- 基于 STM32 的按键与语音双控制智能风扇系统设计开发
- 基于 STM32 的无人检测自动关停智能温控风扇系统设计
- 基于 STM32 的温湿度阈值自适应风扇控制系统设计实现
项目研究背景
随着物联网与嵌入式技术不断发展,智能家居设备逐步进入室内办公、居家生活等各类应用场景,智能散热风扇作为基础室内调节设备,市场应用需求持续提升。传统风扇设备大多依靠人工手动按键调节档位,缺少环境感知能力,无法根据室内温湿度以及室内人员存在状态自动调整工作状态,智能化程度较低,操作流程繁琐,难以适配复杂多变的室内环境。部分现有智能风扇方案仅支持单一控制方式,缺少语音交互手段,阈值参数修改操作复杂,状态信息展示手段有限,设备无法综合温度、湿度、人体存在多维度条件完成联动控制,能源利用效率存在提升空间。嵌入式微控制器硬件性能不断提升,各类低成本传感器、语音识别模块实现商用落地,为小型智能控制装置开发提供硬件基础。本课题依托 STM32 嵌入式平台,融合环境采集、人体红外检测、语音识别技术,设计一套多模式智能风扇控制系统,弥补传统风扇智能化不足的问题,实现手动、自动、阈值配置多模式运行,完成环境参数采集、状态可视化展示、语音交互控制功能,满足室内场景智能化散热调控的实际使用需求,具备实际应用研究价值。
摘要
本课题设计一套基于 STM32 的智能风扇控制系统,系统以 STM32F103C8T6 单片机作为核心处理单元,搭载 DHT11 温湿度传感器、E18‑D80NK 红外光电传感器采集环境温湿度与室内人员存在信息,利用 LU‑ASR01 语音识别模块实现语音交互控制,通过 L9110 电机驱动模拟风扇调速运转,使用 OLED 屏幕完成运行状态数据可视化显示。系统设置自动、手动、阈值设置三种工作模式,自动模式下结合温湿度阈值与人体感应结果自动控制风扇启停与转速,无人状态自动关闭风扇;手动模式支持按键完成设备开关、风扇档位调节;阈值模式支持修改温湿度触发阈值,同时支持语音指令切换模式、控制风扇。测试结果表明,该系统可以完成环境感知、多模式控制、语音交互等功能,装置成本较低,运行稳定,可应用于室内简易智能散热场景。
总体方案
- STM32F103C8T6 单片机开发板:作为整个控制系统的核心硬件,负责接收各个传感器采集的数据,解析按键输入、语音识别模块指令,执行控制逻辑,输出控制信号驱动电机以及 OLED 屏幕;选型理由为该款单片机资源充足,外设接口丰富,资料教程完善,便于本科生开展嵌入式开发;使用场景为整个系统的数据运算、逻辑判断与外设调度,是整个硬件架构的控制中枢。
- DHT11 温湿度传感器:硬件外设,用于实时采集环境温度与湿度数据,将环境物理量转换为单片机能识别的数字信号;选型理由为成本低廉,接线简单,满足室内环境温湿度采集精度需求;使用场景为环境参数感知,为自动模式风扇调速提供原始数据依据。
- E18‑D80NK 红外光电传感器:人体检测外设,用于检测监测范围内是否存在人员,输出高低电平信号反馈人员存在状态;选型理由为检测距离可调,抗干扰能力较好,接线简单;使用场景为判断室内人员存在情况,实现无人状态风扇自动关闭逻辑。
- LU‑ASR01 语音识别模块:语音交互外设,采集人声指令,完成语音识别,向单片机输出识别结果指令;选型理由为离线识别,不需要联网,开发难度适中,适配本科项目开发;使用场景为接收用户语音指令,完成模式切换、风扇开关、转速调节。
- L9110 直流电机驱动模块与直流电机:执行硬件,L9110 负责接收单片机 PWM 信号驱动直流电机,直流电机模拟风扇实物;选型理由 L9110 驱动电路简单,支持 PWM 调速;使用场景模拟风扇设备,完成启停、多档位调速动作。
- OLED 显示屏模块:显示外设,接收单片机输出数据,展示人员存在状态、风扇档位、实时温度湿度;选型理由功耗低,显示清晰,驱动代码成熟;使用场景可视化展示系统全部运行状态,方便用户直观查看设备信息。
- 独立按键模块:输入外设,共 4 枚物理按键,完成模式切换、选项切换、参数增减、设备开关档位调节;选型理由操作直观,编程实现简单;使用场景作为系统本地物理输入手段,完成各项参数配置与设备控制。
- 计算机设备:开发硬件环境,用于 Keil MDK 程序代码编写、编译、程序下载调试;计算机基础配置要求普通酷睿处理器,8G 及以上内存,Windows 操作系统;整体硬件架构以 STM32 单片机为核心,各类传感器、按键、语音模块作为输入,OLED 屏幕、电机作为输出,全部外设与单片机 IO 口相连,完成信号交互。
核心功能
基础功能
- 环境温湿度采集功能:DHT11 传感器周期性采集室内温度、湿度数据,单片机完成数据解析处理;实现效果为系统持续获取实时环境参数;用户使用场景为系统自动模式的判断依据;核心作用为给风扇自动调控提供环境数据;实现目标保证温湿度数据稳定采集,数据可供系统逻辑调用。
- 人体存在检测功能:红外光电传感器持续探测监测区域,输出是否有人的检测信号;实现效果能够识别范围内人员有无状态;用户使用场景自动模式下无人自动关风扇;核心作用实现人体感应联动控制;实现目标准确反馈室内人员存在状态。
- OLED 状态显示功能:在 OLED 屏幕刷新展示是否有人状态、风扇当前档位、实时温度湿度;实现效果所有关键运行参数可视化;用户使用场景用户查看设备当前全部运行信息;核心作用直观反馈系统运行状态;实现目标屏幕信息实时同步系统内部状态。
核心功能
- 多模式切换功能:通过按键 1 完成自动模式、手动模式、阈值设置模式三者之间循环切换;实现效果系统可以在三类工作模式下切换运行;用户使用场景用户根据实际使用需求切换系统工作方式;核心作用区分系统的三类业务逻辑;实现目标模式切换响应及时,模式之间状态互不干扰。
- 手动模式控制功能:手动模式运行时,按键二完成设备选项切换,按键三、按键四实现选中设备开关,同时可以增加、减小风扇档位;实现效果物理按键完成风扇本地全部操作;用户使用场景无语音输入条件下,手动操控风扇;核心作用提供本地按键控制途径;实现目标档位增减、设备开关响应可靠。
- 阈值参数配置功能:阈值设置模式运行时,按键二切换待修改阈值项目,按键三执行参数增加,按键四执行参数减小,完成温湿度阈值自定义;实现效果用户可自行设定触发风扇工作的温湿度临界值;用户使用场景不同环境下自定义风扇启动条件;核心作用自定义系统自动模式触发条件;实现目标阈值参数可保存,修改后立即生效。
- 自动智能调控功能:自动模式下结合人体检测结果,当检测到有人时,温度高于设定阈值或者湿度高于设定阈值,风扇自动开启;温差、湿度差值越大,风扇转速档位越高;当检测到无人时,风扇自动关闭;实现效果系统自主综合多项环境条件完成风扇控制;用户使用场景室内无人干预的自动化散热;核心作用实现环境自适应智能控制;实现目标综合温湿度、人体信号完成风扇启停调速。
- 语音识别控制功能:LU‑ASR01 模块识别离线语音指令,支持语音切换自动手动模式、风扇开关控制、设置风扇转速档位;实现效果人声指令可以控制系统运行;用户使用场景免接触语音操控设备;核心作用提供语音交互控制方式;实现目标识别有效指令后准确执行对应控制动作。
辅助功能
- 系统状态同步功能:按键、语音、自动逻辑修改风扇档位、模式参数后,同步更新 OLED 屏幕显示内容;实现效果屏幕状态与系统内部运行参数保持一致;用户使用场景用户查看屏幕获取真实设备状态;核心作用打通控制输入与状态显示;实现目标所有操作后界面实时刷新。
技术路线
- C 语言:编程语言,本课题单片机主程序全部使用 C 语言开发,完成传感器数据读取、按键逻辑、语音指令解析、PWM 调速、屏幕显示逻辑编写;选型理由 C 语言是嵌入式单片机开发主流语言,执行效率高,本科教学重点学习语言,适配 STM32 开发。
- Keil MDK5:开发编译工具,用于编写、编译 C 语言源代码,生成可执行 hex 文件;同时支持在线调试,查看变量运行状态;选型理由 STM32 开发行业主流 IDE,丰富调试功能,高校嵌入式课程普遍使用。
- STM32CubeMX:辅助配置工具,用于完成单片机 IO 口、定时器、PWM 外设初始化配置,生成初始化工程框架;选型理由图形化配置降低单片机初始化代码编写工作量,适合本科项目快速开发。
- STM32 标准库 / HAL 库:程序开发库,提供单片机底层外设驱动函数,简化 IO、定时器、串口的程序开发;选型理由封装底层寄存器操作,开发难度适中,网上学习资源丰富。
- 串口通信技术:通信协议,单片机和 LU‑ASR01 语音识别模块之间通过串口完成指令数据交互;选型理由硬件串口稳定可靠,适合模块之间短距离数据传输。
- PWM 脉冲宽度调制技术:调速技术,单片机输出 PWM 信号控制 L9110 驱动模块,实现风扇电机多档位调速;选型理由单片机原生支持 PWM 输出,可简单实现直流电机转速分级控制。
- ST‑Link 下载器:程序下载调试工具,将编译完成的程序固件下载至 STM32 单片机,支持在线调试;选型理由是 STM32 最常用下载调试硬件,操作便捷。
- OLED、DHT11、L9110 驱动程序:外设驱动代码,实现各个传感器、执行器件底层驱动;选型理由成熟开源驱动代码,经过二次修改适配本课题业务逻辑,减少底层开发工作量。
- 串口调试助手:测试工具,用于调试串口输出信息,查看传感器采集数据、语音识别返回指令,验证系统数据是否正常;选型理由简易调试工具,方便开发阶段排查程序逻辑问题。
- Altium Designer(可选):辅助设计软件,可用于查阅硬件电路原理图,理解各个硬件模块接线逻辑;选型理由高校电子相关专业常用原理图查看软件,便于硬件逻辑理解。
项目演示







关于我们
博主本身从事开发软件开发和硬件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室,目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验,被多个学校常年聘为校外企业导师,指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导,有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。
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